Air mempunyai tiga fase: cair, gas, dan padatan. Dapat dengan
mudah berubah fase dalam dalam rentang temperature yang ada di permukaan bumi.
Siklus air global didasarkan pada tiga fase air tersebut.
Air dalam fasa padat (es) lebih ringan dibandingkan fasa
cairnya. Ini merupakan anomali; secara umum, senyawa lain dalam fasa padatnya
memiliki berat jenis yang lebih besar ketimbang fasa cairnya sehingga akan tenggelam.
Implikasinya: Jika es lebih berat dari air, maka kita hanya memiliki sedikiit
air laut! Air di daerah kutub membeku musiman, tetapi lapisan es akan meleleh
selama musim panas, atau bergeser ke daerah yang lebih hangat dan meleleh di
sana. Jika es lebih berat dari air, ia akan tenggelam ke bawah laut dan
terisolasi dari panas sinar matahari. Dengan demikian, sebagian besar lautan
akan terdiri dari lapisan es di bawah, hanya beberapa meter dari permukaan saja
yang merupakan lapisan air saat musim panas. Selanjutnya hal ini akan akan
sangat membatasi penguapan dan pembentukan awan, yang merupakan sumber air
tawar di daratan.
Ø Air dapat melarutkan garam dan gas
tetapi dapat dengan mudah terpisah sebagai uap murni. Sinar matahari menguapkan
air dari laut, tetapi garam tetap berada di laut. Hasilnya: uap air (awan)
digerakkan angin menuju daratan, lalu mengembun menjadi hujan, yang merupakan
sumber air tawar di daratan, lalu kembali lagi ke laut.
Ø Air mudah melarutkan CO2 dan menjadi
larutan asam yang efektif. Selain atmosfer, sumber CO2 juga terdapat pada zona
akar dalam tanah. Semua batuan akan mengalami interaksi dengan air yang asam
ini dan akan tererosi dan diangkut menuju laut.
Ø Air yang mempunyai viskositas yang
rendah dan tidak lengket. Akibatnya: (1) Dapat mengalir sebagai air permukaan
air secara efisien. (2) Dapat menembus (infiltrasi) ke dalam tanah. (3)
Mengalir melalui batuan permeabel.
Ø Air memiliki berat cukup untuk dapat
dipindahkan oleh gaya gravitasi. Akibatnya: memungkinkan adanya aliran airtanah
dan runoff air permukaan.
Ø Air memiliki berat jenis yang tepat.
Hasilnya: uap air tidak keluar dari Bumi.
Ø Air dan uap air tembus pandang.
Akibatnya: sinar matahari dapat masuk melalui udara dan melalui puluhan meter
kedalaman laut dan danau, sebagai energi persyaratan kehidupan.
Ø Air termasuk gas rumah kaca.
Akibatnya: air memelihara keseimbangan temperatur di Bumi.
Air merupakan senyawa kimia. Senyawa dapat diartikan sebagai
gabungan dari beberapa unsur kimia (atom). Rumus kimia air adalah H2O, yang berarti
gabungan dari 2 atom Hidrogen (H) dan 1 atom Oksigen (O).Gabungan dari 2 buah
atom atau lebih disebut molekul.
Fenomena
Air, kenapa ikan tidak membeku di air yang dingin (Nordatlantik, Antarktis),
kenapa es dapat mengapung dalam air??
Ø H2O dapat kita sebut sebagai satu molekul air.
Molekul air bersifat dipole (memiliki 2 kutub), yang bermuatan negatif di oksigen atom , dan positif pada Hidrogen atom. Sehingga terjalin ikatan antara molekul air, yang dikenal dengan ikatan Hidrogen.
Ø H2O dapat kita sebut sebagai satu molekul air.
Molekul air bersifat dipole (memiliki 2 kutub), yang bermuatan negatif di oksigen atom , dan positif pada Hidrogen atom. Sehingga terjalin ikatan antara molekul air, yang dikenal dengan ikatan Hidrogen.
Ø Es, Ikan
Air memiliki sifat
yang unik dibandingkan dengan zat lain, umumnya benda lain memiliki masa jenis
(Rho) yang besar dalam bentuk padat, tapi tidak dengan air.
Pada suhu 4 °C air
memiliki masa jenis TERBESAR, pada bentuk cair. Bila suhu diturunkan masa
jenisnya kembali mengecil, Fenomena ini dikenal dengan sifat anomalie air!
Air akan mulai membeku
jika molekulnya tidak memiliki lagi cukup energi untuk melepaskan diri dari
ikatan atom hidrogen (H). Pada 0°C mulailah terbentuk ikatan-ikatan yang kuat,
dimana setiap atom Oksigen (O) secara tetraedris dikelilingi oleh 4 atom
Hidrogen (H).
Yang pada mulanya
ikatan molekul air tidak erat, akhirnya menjadi suatu kristal yang
bolong-bolong (cluster).
Akibatnya air dalam
fase padat (es) ini mengambil bentuk volume yang besar. Pertambahan volumenya
hingga mencapai 10 %, masa jenisnya juga berkurang 10% (menjadi lebih ringan).
Perbandingan struktur air dan es
Struktur air
Setiap molekul terhubung ke 3-4 molekul yang
lain melalui ikatan hidrogen.
Struktur es
Setiap
molekul terhubung ke 4 molekul yang lain melalui ikatan hidrogen. Struktur es
memiliki tingkat kepadatan/masa jenis (density) yang lebih rendah. Itulah kenapa es (padat) dapat mengapung pada
permukaan air.
Karena
siklus perputaran air yang dimotori oleh masa jenisnya, menyebabkan suhu
didalamnya tidak kurang dari 4°C (air di dasar laut tidak akan membeku). Hal
ini menyebabkan kenapa ikan masih dapat hidup dalam suhu air, walaupun
permukaanya telah membeku.
SUMBER :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar